煤礦行業(yè)具備產業(yè)規(guī)模大、分布地域廣、安全性要求高等特點，而大部分煤礦系統(tǒng)都是獨立運行的，為了實現(xiàn)各個系統(tǒng)數據的有效利用和深度融合，以此達成預警、數據分析等目的，煤礦行業(yè)亟需智能化賦能。在擁抱工業(yè)物聯(lián)網、人工智能、大數據等新技術的同時，其智能化發(fā)展道路也面臨著眾多挑戰(zhàn)：

• 一是設備管理層面的挑戰(zhàn)，隨著自動化程度越來越高，設備復雜度和管理難度也逐步增大，如何保障設備安全可靠的運行，提升設備的利用率，促進設備保值增值也成了挑戰(zhàn)之一；
• 二是安全生產的挑戰(zhàn)，安全是根本，如何通過數字化手段，將人和物的不安全因素統(tǒng)一管理好，提升整體煤礦企業(yè)安全生產水平至關重要。

從以上挑戰(zhàn)出發(fā)，一些煤礦企業(yè)已經開始進行數據架構轉型實踐，也取得了一些進展，值得一提的是，時序數據庫（Time Series Database）在其中發(fā)揮了重要作用。本文將這些案例進行了相關匯總，供讀者參考。

TDengine x 智慧礦山系統(tǒng)

“我們以智慧礦山業(yè)務中的 5000 設備、每天 1000 萬采集點的數據量級下，在以車建模和以位置建模結合的數據模型下，TDengine 的性能遠沒有達到極限，目前系統(tǒng)對于車和位置的查詢速度都在毫秒級。基于目前對 TDengine 的理解和使用經驗，我們計劃在環(huán)保監(jiān)測和生產集控設備場景中進一步使用它來完善系統(tǒng)?！?/p>

業(yè)務背景

元智信息的智慧礦山項目需要一款實時數據庫來支撐起生產交互管控系統(tǒng)的采運排環(huán)節(jié)所有過程設備的采集、存儲、計算和監(jiān)控功能。這些數據涵蓋范圍廣，包括挖機、卡車的采集數據、調度管理數據、設備 GPS 信息、以及每一個固定位置工序的采集數據等。在 MySQL、InfluxDB集群版、TDengine 的時序數據庫選型調研中，TDengine 脫穎而出（點擊下方案例查看具體原因）。

架構圖

TDengine x 陜煤礦山項目

“最終落地時項目采用了 3 個節(jié)點的集群環(huán)境，定位設備采用超級表進行管理，將數據標簽及數據類型作為 tag 區(qū)分各類定位設備。每個定位設備采用子表存儲，實際項目已包含 2 萬多個定位設備。從寫入性能到查詢性能均大幅滿足現(xiàn)場實際需求：總計定位數據量超過 11 億條，數據壓縮后 TDengine 數據目錄占用磁盤大約 12GB，整體壓縮率可以達到 3/100?！?/p>

業(yè)務背景

為打通煤礦生產環(huán)境中各類單一子系統(tǒng)之間的數據壁壘，實現(xiàn)各類子系統(tǒng)數據之間的互聯(lián)互通，陜煤開發(fā)團隊打造了全礦井數字化平臺。以位置數據為例，由于初期系統(tǒng)容量較小且硬件設備上傳周期較大，所以采用了傳統(tǒng)的 SQL Server 數據庫來進行軌跡數據存儲。隨著后續(xù)項目迭代，硬件設備定位精度提高且上報周期縮短，也導致數據庫存儲壓力增大。考慮到數據類型及特點，其決定使用時序數據庫，在 OpenTSDB、TDengine、InfluxDB 三款數據庫中做選型調研。

架構圖

TDengine x 華夏天信露天煤礦

“對于每個電機，客戶要求系統(tǒng)能夠快速讀取相關設備屬性趨勢圖，這是我們發(fā)現(xiàn) TDengine 最強大的地方：針對一天 2 萬條數據展示速度在 200ms 內。之所以 TDengine 對這類查詢速度飛快，主要是設計時按照設備分表后，數據按塊存儲并按塊查出來，相對 Key-Value 型數據庫節(jié)省很多尋址時間。”

業(yè)務背景

華夏天信 RED-MOS 露天煤礦智慧礦山操作系統(tǒng)，在對接某地面生產集控系統(tǒng)數據時，接入的監(jiān)控點數量將近 1 萬 5 千點，其中接近 2300 點需要綁定組態(tài)顯示，即時頁面更新，整體數據采集到顯示到前端要求秒級展示及大數據量展示（歷史數據回溯），可展示 30 天的全量數據，點數量超過 50 萬條，讀取時間要求在 5~10 s，這對底層的數據庫提出了一個相當大的挑戰(zhàn)。

這種場景中，最大難點是要處理的數據量太大，而不是關聯(lián)關系復雜，因此 MySQL 這類關系庫的關聯(lián)查詢優(yōu)勢其實無法發(fā)揮，而 HBase 這種大數據存儲方案對于礦山系統(tǒng)而言又太過龐大，且硬件資源要求很多，出于成本考慮也排除了。最終其選擇了 TDengine，解決了最為頭疼的歷史數據回溯性能問題。

效果展示

TDengine 能夠滿足大數據量展示的需求——可展示 30 天的全量數據，點數量超過 50 萬條，讀取時間要求 5 秒級。

結語

對于礦山生產系統(tǒng)而言，安全是第一位的，基于此，各個生產環(huán)節(jié)和場地都要進行全面、有效的數字化監(jiān)控，這些監(jiān)控數據的特點就是時序、結構化、簡單但量大。作為時序數據庫賽道中的重量級選手，再從煤礦企業(yè)的實踐效果出發(fā)，TDengine時序數據庫(TSDB)就是為助力煤礦行業(yè)智能化發(fā)展而量身定做的數據庫。